Tiếng mưa tí tách thường mang lại cảm giác thư giãn cho con người, nhưng với hạt lúa, âm thanh này dường như lại đóng vai trò như một “tín hiệu đánh thức”, kích thích chúng nảy mầm để chuẩn bị cho điều kiện phát triển thuận lợi sau mưa.
Đó là kết luận từ nghiên cứu của hai kỹ sư cơ khí Nicholas Makris và Cadine Navarro thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT). Công trình được xem là bằng chứng trực tiếp đầu tiên cho thấy hạt giống và cây non có thể cảm nhận, đồng thời phản ứng với âm thanh trong tự nhiên.
“Nghiên cứu cho thấy hạt giống có thể cảm nhận âm thanh theo cách giúp chúng tồn tại. Năng lượng từ tiếng mưa đủ để thúc đẩy sự phát triển của hạt giống”, kỹ sư Makris cho biết.
Dù thực vật không có cơ quan thính giác như con người, các nhà khoa học nhận thấy hạt giống vẫn phản ứng với những rung động tạo nên âm thanh.
Trong thí nghiệm, nhóm nghiên cứu ngâm gần 8.000 hạt lúa trong các khay nước nông sâu khoảng 3cm. Một số hạt được cho tiếp xúc với các giọt nước rơi liên tục trong 6 ngày để mô phỏng tiếng mưa tự nhiên.
Các nhà khoa học thay đổi kích thước và độ cao của giọt nước nhằm tái tạo nhiều cường độ mưa khác nhau, đồng thời điều chỉnh vị trí của hạt giống để kiểm tra ảnh hưởng của độ sâu và khoảng cách đến khả năng nảy mầm.
Thiết bị ghi âm dưới nước xác nhận rằng các rung động tạo ra trong thí nghiệm tương tự rung động do mưa thật gây ra tại các ao hồ, vùng đất ngập nước hay vũng nước nông.
Kết quả cho thấy những hạt lúa tiếp xúc với “mưa giả lập” nảy mầm nhanh hơn khoảng 37% so với nhóm đối chứng được trồng trong điều kiện tương tự nhưng không tiếp xúc với rung động âm thanh.
Theo nhóm nghiên cứu, hiện tượng này có thể liên quan đến statolith - các bào quan cảm nhận trọng lực trong tế bào thực vật. Chúng giúp cây xác định hướng phát triển của rễ và thân.
Sóng âm do giọt mưa tạo ra có thể truyền qua nước và đất, tạo lực rung đủ mạnh để làm dịch chuyển statolith, từ đó kích thích quá trình phát triển của hạt giống.
Những hạt nằm gần nơi giọt nước rơi nhất có tỷ lệ nảy mầm cao nhất, cho thấy các hạt được gieo ở vị trí gần mặt nước có thể dễ hấp thụ độ ẩm và phản ứng mạnh hơn với âm thanh môi trường.
Các nhà nghiên cứu cũng lưu ý rằng âm thanh truyền trong nước mạnh hơn nhiều so với trong không khí do nước có mật độ cao hơn, giúp sóng áp suất lan truyền hiệu quả hơn.
Để so sánh, âm thanh mưa rơi xuống nước có thể tạo áp suất lên tới hàng trăm Pascal, trong khi cuộc trò chuyện bình thường của con người ở khoảng cách 1m chỉ tạo áp suất khoảng 0,005-0,05 Pascal.
“Nếu bạn là một hạt giống nằm cách giọt mưa vài centimet, áp suất âm thanh mà bạn cảm nhận được trong nước hoặc đất có thể tương đương với việc đứng gần động cơ phản lực”, kỹ sư Makris ví von.
Nhóm nghiên cứu cho rằng không chỉ lúa mà nhiều loại hạt giống khác cũng có thể phản ứng với âm thanh môi trường theo cách tương tự. Lúa được lựa chọn vì vừa có cơ chế cảm nhận trọng lực giống nhiều loài thực vật khác, vừa có khả năng sinh trưởng trong môi trường ngập nước, phù hợp cho thí nghiệm.
